Двигатель на морской воде

Модуль электролитического катионного обмена. Фото: nrl.navy.mil

Военно-морские силы США будут производить топливо из воды прямо в море

Артем Асташенков

9 апреля, 2014 20:04

3 мин

Корабли военного флота США будут использовать морскую воду в качестве топлива. Добывающая из воды топливо установка представлена Научно-исследовательской лабораторией ВМС (NRL) 7 апреля.

Большая часть кораблей военно-морских сил США используют углеводородное топливо, запас хода таких судов ограничен емкостью баков. Частично это проблему решают танкеры-дозаправщики, сопровождающие авианосные группировки. Ядерные реакторы устанавливаются только на авианосцы и подводные лодки (кроме дизельных). В ВМФ России, в частности, — на тяжелые ракетные крейсеры («Петр Великий») и субмарины.

Дозаправка в море отнимает по нескольку часов и требует непростых маневров, особенно при плохой погоде. В ВМС США полагают, что нашли решение этой проблемы — в углекислом газе.

Концентрация CO₂ в морской воде примерно в 140 раз выше, чем в атмосфере, и всего лишь в три раза ниже, чем, например, в дыме ТЭЦ. 2-3% диоксида углерода представлены в форме угольной кислоты (H₂CO₃), остальное — ее соли и эфиры: карбонаты (1%) и гидрокарбонаты (96-97%). В сочетании с водородом углекислый газ является готовым сырьем для синтеза углеводородного топлива.

Остаются две проблемы: как выделить из морской воды одновременно и CO₂ и H₂, и как эффективно синтезировать из них длинные углеводородные цепочки, пригодные в качестве топлива. Ученые из NRL утверждают, что нашли ответы на оба вопроса, правда, деталей не раскрывают.

«Сердцем» представленной в понедельник установки является разработанный NRL модуль электролитического катионного обмена (E-CEM), который, как утверждают создатели, одновременно выделяет из морской воды H₂ и CO₂ с 92-процентной эффективностью. Следующая система синтезирует из полученных газов углеводородные цепочки — в обычных условиях это метан (CH₄), но благодаря специально подобранному катализатору «на основе железа» (химическую формулу авторы также держат в секрете от публики) в 60% случаев удается получить сравнительно длинные алкены.

Ненасыщенные углеводороды, полученные на втором этапе, уже можно использовать в химической промышленности и некоторых видах топлива. Далее с помощью контролируемой полимеризации их преобразуют в длинные цепочки, содержащие от девяти до шестнадцати атомов углерода. Это уже близко к топливу, использующемуся в двигателях внутреннего сгорания: дизель, например, содержит фракции в диапазоне C8-C24, керосин — C9-C17, бензин — C5-C12.

Для первых испытаний синтезированного топлива сотрудники NRL использовали обычный радиоуправляемый самолет с ДВС. Никаких изменений в двухтактный мотор исследователи не вносили. С экспериментальным горючим игрушка летала не хуже, чем обычно. По словам авторов, на настоящих самолетах и кораблях модификация двигателей также не понадобится.

Себестоимость топлива из морской воды, по оценкам ученых, составит примерно $0,8-1,6 за литр. Главной проблемой остается масштабирование: экспериментальная установка пока слишком маломощна для снабжения горючим целого корабля. На разработку промышленной системы уйдет не меньше семи лет, при условии «достаточного финансирования и поддержки», считают авторы проекта. К этому времени они обещают создание наземного перерабатывающего завода. Плавучий вариант может появиться значительно позже.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе